|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Численная идентификация области возникновения гистерезиса при сверхзвуковом турбулентном осесимметричном обтекании тела с кольцевой кавернойтезисы доклада
- Авторы: Аксенов А.А., Гувернюк С.В., Жлуктов С.В., Шишаева А.С.
- Сборник: тезисы докладов конференции Ломоносовские чтения. Секция механики, Москва, МГУ имени М.В. Ломоносова
- Тезисы
- Год издания: 2013
- Место издания: Издательство Московского Университета Москва
- Первая страница: 17
- Последняя страница: 18
- Аннотация: С помощью программного комплекса ЛОГОС-Адаптив изучено сложное сверхзвуковое течение, содержащее локализованные отрывные области, сдвиговые пристеночные слои и свободные слои смешения, взаимодействующие с волнами сжатия и разрежения в задаче о продольном обтекании сверхзвуковым воздушным потоком (M=3) цилиндрического тела (D=0,066 м) с коническим наконечником (угол заострения 40 градусов) и поперечной кольцевой каверной (выемкой прямоугольной формы) на боковой поверхности. Варьируется относительная длина каверны L/h (где h – глубина выемки, h/D=0,18). Решаются полные уравнения Рейнольдса, уравнение энергии, записанное через полную энтальпию, и уравнения для переменных k и e двухпараметрической дифференциальной модели турбулентности. Осесимметричное решение строится в цилиндрическом секторе раствора 5 градусов. На теле ставятся граничные условия прилипания, адиабатичности и отсутствия источников для k, e (равенство нулю выводящих производных). На остальных границах ставятся мягкие не отражающие граничные условия или условия симметрии. Решение строится методом установления по времени. Интегрирование уравнений ведется по неявной схеме. Начальные условия в области каверны – параметры торможения, вне каверны – параметры невозмущенного сверхзвукового потока. Используются два вида неравномерной расчётной сетки: 1 и 2. Сетка 1 состоит из 564 х 152 х 1 ячеек и построена таким образом, что размер ячейки около обтекаемого тела и в зоне ближнего дозвукового следа за ним составляет 0,001 м. Сетка 1 состоит из 1076 х 262 х 1 ячеек, размер ячейки около обтекаемого тела и в ближнем следе составляет 0,0005 м. В качестве критериев сходимости решения использовалась сила, действующая на переднюю и боковую поверхности обтекаемого тела, и сила, действующая на донный срез тела. Были замечены случаи, когда переход от сетки 1 на сетку 2 приводил к качественному изменению картины течения – из замкнутого оно становилось открытым. Поэтому все основные расчеты были выполнены с применением более густой сетки 2. Расчеты выполнены для диапазона 4 < L/h < 16. Получено, что при реализации замкнутой схемы течения коэффициент сопротивления тела примерно на 40 % больше, чем при открытой схеме. Причем эта разница обеспечивается именно за счёт течения в каверне. Давление на середине дна каверны и на её заднем берегу существенно выше, чем при открытой схеме, в то время как давление на хвостовой обечайке и донное давление практически одинаковые. На картинах поля скорости хорошо видно, что при замкнутом течении набегающий поток входит в каверну и в угловых областях около переднего и заднего берегов каверны образуются локальные вихревые зоны. При открытой схеме течения поток в каверну не заходит и её заполняет непрерывное рециркуляционное дозвуковое течение. Если в качестве начальных условий бралось поле течения, полученное из расчёта при меньшем L/h, то переход от открытой к закрытой схеме течения наступал «позже» (по мере увеличения L/h), чем происходил переход от замкнутой схемы к открытой при обратном проходе по мере уменьшения L/h, когда начальное поле бралось из расчёта для большего значения этого параметра. Тем самым удалось воспроизвести явление гистерезиса по длине каверны и объяснить наблюдавшуюся в экспериментах неединственность схемы течения в диапазоне L1 < L/h < L2. Результаты, полученные при моделировании данного сложного газодинамического течения, качественно соответствуют эксперименту.Созданы предпосылки для моделирования управления данным течением с помощью проницаемого экрана на границе каверны и импульсного энерговклада в локализованной области внутри каверны.
- Добавил в систему: Гувернюк Сергей Владимирович